电控发动机故障诊断与分析

电控发动机故障诊断与分

析

Revised by Liu Jing on January 12, 2021

/毕业设计(论文)

常州机电职业技术学院

毕业设计（论文）作者：陈奇学号：

系部：车辆工程系

专业：汽车检测与维修

题目：电控发动机故障诊断与分析

指导者：刘勺华向轻松

评阅者：

2013年5月

毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

目录

1 绪论

电控发动机技术概述

电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:（1）结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。（2）功能控制的集中性。电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成,电控燃油喷射系统又包括了燃油系统、进气系统和电控系统三个组成部分。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。

电控发动机技术的发展

电子技术与汽车技术的结合形成了一门新技术——汽车电子技术，随着汽车技术和电子技术的发展，汽车电子技术也得到了迅速发展。汽车电子技术已成为一个国家汽车工业发展水平的标志。

汽车电子技术的发展始于20世纪60年代，可分为三个阶段：第一阶段，从20世纪60年代中期到20世纪70年代中期，主要是为改善部分性能而对汽车电器产品进行的技术改造，如1955年汽车上装用了第一个电子装置——晶体管收音机，1960年美国克莱斯勒公司和日本日产公司在汽车上装用了硅二极管整流的交流发电机，同年美国通用公司将IC（集成电路）调节器应用于汽车上。20世纪70年代末期到20世纪90年代中期是汽车电子技术发展的第二阶段，进入20世纪70年代后，随着汽车数量的日益增多，汽车安全问题和排放污染日益严重，能源危机的影响更加突出，在汽车发达国家相继制定了严格的排放法规和汽车燃油经济性法规，为解决汽车安全、污染和节能三大问题，电子技术在汽车上的应用更加广泛和完善，如1967年德国BOSCH公司研制出电控汽油喷射系统，1970年美国福特汽车公司首先在汽车上应用了除发动机以外的电控装置——电子控制防滑（防抱死）装置，1973年美国通用公司在汽车上装用了Ic点火装置，1976年美国克莱斯

勒公司在汽车上首先装用了电控点火系统。20世纪90年代中期以后为汽车电子技术发展的第三阶段，随着社会和汽车相关科学技术的进一步发展，电子技术在汽车上的应用已逐步扩展到车用汽油发动机机以外的底盘、车身和车用柴油发动机等多个领域，电子技术在汽车上的应用越来越普遍，各种车用电控系统也日趋完善。

早期的车用电控系统均是相互独立的，由于电子技术的发展水平有限，电子控制系统只能单独对汽车的某一功能进行控制。采用独立控制系统，很难实现全面的综合优化控制，控制效果也很差。现代汽车上广泛应用的是集中控制系统，它是将多种控制功能集中到一个电子控制单元上，使汽车上的电控系统结构和线路大大简化，成本也随之降低，为电控技术在汽车上的普及推广提供了有利条件。实现高度

集中控制及集中故障诊断的整车控制技术是汽车电控发展必然趋势。

电控技术对发动机性能影响

众所周知，汽车发动机的运行工况是多变的，只有电子控制的灵活性和电子控制单元强有力的综合处理功能，才能使发动机在各种运行工况下实现全面优化运行，从而提高发动机性能。

(1)提高发动机的动力性

在汽油发动机上，电控燃油喷射取代了传统的化油器，减小了进气系统中的进气阻力，部分发动机上还采用了进气控制系统等，提高了充气效率，而且电控系统保证进入发动机气缸的空气得到充分利用，从而提高发动机动力性。

(2)提高发动机的燃油经济性

在各种运行工况和运行环境下，电控系统均能精确控制发动机工作所需的混合气浓度，使燃烧更完全、燃油利用更充分，从而提高发动机的燃油经济性。

(3)降低发动机的排放污染

电控系统对发动机在各种运行工况和运行环境下优化控制，提高了燃烧质量，同时各种排放控制系统在汽车上的应用，都使发动机的排放污染大大降低。

(4)改善发动机的加速和减速性能

在加速或减速运行的过渡工况下，电子控制单元的高速处理功能，使控制系统能够迅速响应，使汽车在加速或减速反应更灵敏。

(4)改善发动机的起动性能

在发动机起动和暖机过程中，控制系统能根据发动机温度变化，对进气量和供油量进行精确控制，从而保证发动机顺利起动和平稳经过暖机过程，可明显改善发动机的低温起动性能和热机运转性能。

此外，电控系统对发动机各种运行工况的优化控制和电控系统的不断完善，使发动机的故障发生率大大降低。自我诊断与报警系统的应用，提高了故障诊断的速度和准确性，缩短了汽车因发动机故障而停驶的时间，具有良好的社会效益和经济效益。

发动机电控系统简介

发动机电控系统基本组成

电子控制系统（简称电控系统）是指采用计算机等电子设备作为控制装置的自动控制系统。任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置（传感器）、电子控制单元（ECU）和执行元件（执行器）三部分。

电子控制系统中的信号输入装置是各种传感器。传感器的功用是采集控制系统所需的信息，并将其转换成电信号通过线路输送给ECU。

电子控制单元（ECU）是一种综合控制电子装置，其功用是给各种传感器提供参考（基准）电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的电信号进行存储、计算和分析处理，根据计算和分析的结果向执行元件发出指令。

执行元件是受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。

发动机电控系统的分类

电子控制系统有两种基本类型：即开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据各种传感器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。而闭环控制系统除具有开环控制的功能外，还是对其控制结果进行检测，并将检测结果（即反馈信号）输入给ECU，ECU则根据反馈信号对其控制误差进行修正，所以闭环控制系统的控制精度比开环控制系统高。

应用在发动机上的电子控制系统

(1)电控燃油喷射系统

在汽油机电控燃油喷射（EFI）系统中，喷油量控制是最基本的也是最重要的控制内容，电子控制单元（ECU）主要根据进气量确定基本的喷油量，在根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和燃油排放性。除喷油量控制外，汽油机电控燃油喷射系统的功能还包括喷油正时控制、断油控制盒燃油泵控制。

(2)汽油机电控点火系统

汽油机电控点火系统（ESA）最基本的功能是点火提前角控制。系统该根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。此外，电控点火系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。

(3)怠速控制系统

汽油机怠速控制(ISC)系统是发动机辅助控制系统，其功能是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。

(4)排放控制系统